Слайд 3
Цель
Целью расчета статической аэроупругости является определение нагрузок на
ЛА при стационарном или квазистационарном маневре.
Маенвр описывается набором
балансировочных параметров.
Часть балансировочных параметров задается пользователем, а часть определяется расчетом.
Слайд 4
Допущение
Допускается что в расчете на статическую аэроупругость все
нагрузки являются постоянными по времени.
Уравнение равновесия
Инерциальные нагрузки
Слайд 5
Следствия
Упругие нагрузки могут быть простоянными во времени только
если упругие деформации тоже постоянны во времени.
Суммарная деформация может
быть представленна через упругую деформацию и перемещение твердого тела :
Следовательно и .
Обычно перемещение твердого тела не вызывает демпфирующих усилий
Таким образом:
Слайд 6
Твердотельные тона
Смещение жесткого тела может быть представленно как
суперпозиция твердотельных тонов.
Твердотельные тона определяются через r-множество степеней
свободы, определенных в объекте SUPORT в bulk data, то есть
где r-мерная единичная матрица
Таким образом,
Слайд 7
Связанная система координат
Система координат (СК), перемещающаяся вместе с
твердым телом (ЛА) называется связанной
Она определяется в поле RCSID
объекта AEROS в bulk data.
В MSC.FlightLoads, она называется Aerodynamic Reference Coordinate System и задается в меню Global Data.
Слайд 8
Ускорение твердого тела
Ускорение твердого тела
определяется относительно связанной СК.
Имеются 3 вида поступательного ускорения вдоль
каждой из осей системы координат и 3 вида вращательного ускороения вокруг каждой оси.
Эти ускорения можно выразить через ускорение твердого тела из соотношения
Слайд 9
Аэродинамические нагрузки
Аэродинамические нагрузки являются функцией от:
Упругих деформаций
Аэродинамических углов,
которые описывают положение ЛА относительно набегающего потока
Вращательных производных, которые
описывают вращение ЛА вокруг осей связанной СК.
Отклонения управляющих поверхностей
Слайд 10
Аэродинамические углы
Угол скольжения b – угол между плоскостью
xz связанной СК и плоскостью, проходящей через ось z
и вектор, определяющий направление потока.Угол считается положительным, если вектор направлен в начало СК со сороны положительного направления оси y.
Угол атаки a – угол между проекцией вектора, определяющего направление потока, на плоскость xz и осью x связанной СК.
Слайд 12
Скорости вращения
Скорость крена p (roll rate ) –
описывает вращение ЛА вокруг продольной оси.
Скорость тангажа q
(pitch rate) - описывает вращение ЛА вокруг поперечной оси.
Скорость курса r (yaw rate) – описывает вращения ЛА вокруг вертикальной оси.
В MSC.Nastran, используются также и безразмерные скорости вращения pb/2V, qc/2V и rb/2V, где b- размах, c- длина хорды и V- скорость полета.
Слайд 13
Балансировочные параметры
Твердотельные ускорения, аэродинамические производные и углы отклонения
управляющих поверхностей входят в множество балансировочных параметров
где матрица
описывает отклонение управляющих поверхностей.
Матрицу можно выразить через значение ускорений твердого тела:
Слайд 14
Линеаризация: упругие деформации
Используя понятие линейной упругости, необходимо учитывать
что линейные деформации должны иметь небольшую величину.
Таким образом, получаем
лианеризацию аэродинамических нагрузок относительно упругих деформаций
где скоростной напор
Слайд 15
Линеаризация: опредение
-
аэродинамические нагрузки на жесткий ЛА
- изменения аэродинамических нагрузок, вносимые упругими деформациями. Эти нагрузки называются «упругим» приращением
- матрица аэродинамической жесткости.
Слайд 16
Нелинейная статическая аэроупругость
В нелинейной статической аэроупругости, реализованной в
MSC.Nastran,аэродинамические нагрузки лианеризуются относительно линейных деформаций, но не относительно
балансировочных параметров.
Уравнение равновесие записывается в виде
Слайд 17
Линеаризация: балансировочные параметры
В линейной статической аэроупругости аэродинамические нагрузки
линеаризуются относительно балансировочных параметров
где
и .